谐波谐振的模态分析法及其应用

通过计算与分析,论证了系统并联谐振频率与回路串联谐振频率完全相同。比较几种不同的模态分析法并得出结论：基于节点导纳矩阵或基于节点阻抗矩阵的模态分析法适用于系统并联谐振分析,且两种方法结果相同;基于回路阻抗矩阵的模态分析法适用于回路串联谐振分析,由于系统回路串联谐振频率与并联谐振频率完全相同,因而与系统并联谐振分析结果相同,单一使用基于回路阻抗矩阵的模态分析法并不能求得支路串联谐振频率;结合运用基于节点导纳矩阵的模态分析法和虚拟支路法,可求得包括支路串联谐振频率在内的系统全部谐波谐振频率。论证了虚拟支路法对于支路串联谐振分析的适用性。     

基于回路模态分析法的串联谐波谐振评估

串联谐波谐振发生时会造成系统过电压,损坏电力设备,影响系统正常工作。为了解决此问题,需获得准确的串联谐波谐振频率,从而控制谐波源产生与此相应的谐波。由于串联谐振的发生与回路密切相关,不能用节点阻抗矩阵来分析串联谐振问题,据此提出一种分析网络回路阻抗矩阵以获得串联谐振频率及相关支路信息的模态分析方法。仿真分析所得串联谐波谐振频率与频谱分析的比较结果证明此方法正确。理论分析和算例研究证明,该方法是电力系统谐波谐振分析的有效工具。     

基于模态分析和虚拟支路法的串联谐波谐振分析

串联谐振与并联谐振共同组成谐振问题的两个重要分支。模态分析为解决谐振问题提供了新思路。该文指出,由于串联谐振的发生与回路阻抗的密切关系,利用模态分析法(简称模态法)解串联谐振问题时应使用回路阻抗矩阵,而非节点阻抗矩阵。阐明分析串联谐振时,网络拓扑结构不断改变的实质。提出一种结合模态分析和"虚拟支路法"来分析网络回路阻抗矩阵以获得串联谐振频率及相关支路信息的方法。该方法继承模态法解谐波谐振问题的优点并对之是补充和完善,使模态分析与目前通用的频谱分析并列,成为可完整解决谐振问题的方法。测试系统研究和实际应用均证明该文所提出方法的正确性和适用性。研究结果可作为分析谐波谐振问题的基本方法,还可用于滤波器装置的谐振频率校验。     

考虑谐波源支路类型的谐波谐振分析方法

建立准确的系统节点导纳矩阵是分析电力系统谐波谐振问题的前提条件,其中不同的谐波源建模方法将影响节点导纳矩阵参数,进而影响系统的谐波谐振分析结果。文中首先考虑实际谐波源类型,按谐波源支路有无阻抗、支路为串联或并联支路形成了4种谐波源支路类型;然后推导了考虑不同谐波源支路类型的节点导纳矩阵的建立方法,所建节点导纳矩阵对串联谐振和并联谐振分析均适用;分别运用谐振模态分析法及节点电压法对系统进行并联谐振和串联谐振分析,可揭示系统中更多潜在的串、并联谐振频率,并且在分析串联谐振时矩阵维数较低,易于建模,分析方法统一。测试系统和工业配电系统均证明了所提出方法的正确性和适用性。     

基于改进虚拟支路法的高速铁路牵引网串联谐振分析

提出了改进虚拟支路法的串联谐振分析方法。将非理想的谐波电压源等效为等效阻抗和Norton支路的组合,利用由节点导纳矩阵得到的关联矩阵代替回路阻抗矩阵进行串联谐振分析,通过支路法求取支路电流响应获得串联谐振频率及谐振幅度,有效地解决了节点导纳矩阵维数较大问题。利用所提方法对高速铁路牵引网串联谐振进行分析,结果证明了它的准确性和有效性。     

偏远地区风电场并网系统串联谐振分析

针对偏远风电场并网时易被忽略的并网系统串联谐振问题,提出结合回路元件灵敏度的串联谐振模态分析法进行研究。虽然并联谐振在电力系统中所占比例较大,但串联谐振的危害亦不可忽略。偏远风电场因其送出线较长,并网结构薄弱,输电线路分布电容所带来的影响不容忽视。建立线路分布参数模型,并分析其阻抗特性,基于已建立的风电场并网模型,采用串联谐振模态分析法分析系统串联谐振现象,准确判断串联谐振频率的同时,给出串联回路电气元件的模态灵敏度值。最后,以某风电场为实例建立仿真模型,仿真结果验证了所采用分析方法的可行性。通过元件灵敏度值的计算,进一步阐述线路长度的改变对风电场并网系统串联谐振频率和幅值的影响规律,为风电场实际规划建设提供理论指导。     

利用实矩阵的谐波谐振评估及其灵敏度分析

为了克服模态分析技术中解耦复矩阵时存在的计算量大、运算效率低的不足,分别建立了利用复矩阵与实矩阵的谐波谐振分析方法,通过比较上述两种方法的阻抗分析结果、特征根轨迹、谐振频率、关键特征值、参与因子及灵敏度值,在一个典型的工业系统上进行的理论与仿真分析及算例研究得出:利用实矩阵的模态分析结果和模态灵敏度分析结果与利用复矩阵...     

基于模态分析的全并联AT网动态谐波谐振研究

为防止牵引网谐波谐振引起的系统过电压,达到及时预防和抑制的目的,针对中国高速铁路全并联自耦变压器(auto-transformer,AT)供电方式,采用模态分析方法对系统的节点导纳矩阵进行分析处理,通过解耦与特征值求取确定其谐振信息。研究机车功率变化、机车位置移动等动态条件下的牵引网谐振规律。并针对谐振频率在某一区间或范围变化,引出谐振带的概念。通过与频谱分析法对比,证明模态分析方法能有效识别系统的谐振频率,并且可用于分析由动态运行的机车产生的动态谐波谐振。     

不同负荷模型下高速铁路牵引供电系统谐波谐振敏感度分析

高速铁路牵引供电系统不同的负荷模型将得到不同的节点导纳矩阵,从而对谐波谐振幅度、频率产生较大的影响。利用复矩阵模态分析研究不同高速列车的谐波模型对高速铁路牵引供电系统谐波谐振特性的影响规律。将利用频谱分析得到的驱动点阻抗变化曲线与三种不同负荷谐波模型得到的模态幅值和频率敏感度分析进行对比。结果表明,不同的谐波模型在相同的谐振模态下得到了相近的谐振频率区域。     

电力系统谐波阻抗计算

先讨论了电力系统元件的谐波模型，研究了系统谐波阻抗矩阵的计算原理，并编制了相应的计算程序，其次提出了根据系统谐波导纳矩阵判定是否会发生谐振的方法，最后，以一个电力系统为例进行了谐波阻抗的计算。     

配电网中串联补偿电容方案的谐波谐振分析

谐波谐振可严重影响配电网的安全和可靠运行。针对为解决某实际10 kV配电网存在负载重、电压严重偏低的问题提出的线路串联补偿方案,进行了潜在谐波谐振频率点的分析。建立了该配网的仿真模型和节点导纳矩阵模型,分别采用模态分析方法和改进的导纳扫描分析法对并联谐振和串联谐振进行评估。对串补方案实施前后线路的潜在谐波谐振频率点的对比结果表明,串补方案不仅会转移系统原有串并联谐振频率,同时会增加新的低次谐波串联谐振频率点,增加系统发生谐振的风险。该方案为评估配电网中串联电容补偿方案的谐波谐振风险提供了参考。     

直流微网谐振模态分析及有源阻尼抑制方法

谐振可能引起直流微网的谐波不稳定,是导致电压崩溃的潜在原因。利用频域分析法确定直流微网的谐振频率需要建立复杂的高阶传递函数,且不能提供谐振影响范围等信息。提出了分布式控制下直流微网的谐振模态分析方法,通过分析系统的节点导纳矩阵确定系统的谐振频率,并利用频域分析验证该方法的有效性;根据参与因子确定谐振的影响范围,进一步地研究了线路参数对系统模式和谐振频率的影响;提出了有源阻尼抑制方法,通过在电流内环注入阻尼信号降低线路调节变流器(LRC)输出阻抗的谐振峰值,提高系统的稳定性;基于PSCAD/EMTDC平台对所提分析方法和有源阻尼控制进行仿真验证。     

有源滤波器在不同网络中的应用分析

介绍了并联型有源滤波器对谐波抑制的作用。基于电压检测控制的并联型有源电力滤波器相当于一个有源阻尼,对谐波分量呈现出阻抗特性,除了具有抑制谐波进入电网的能力之外,还能阻尼谐波共振。将并联型有源电力滤波器应用于两种不同类型的电力线网络,然后评估其在不同类型网络结构中的滤波和阻尼共振的性能。第一种电力网为220 V配电网,第二种电力网为简化的150 k V太阳能发电网络,容量为444.4 MVA。并且使用谐波共振模态分析和计算参与因数的方法来确定有源滤波器的最佳安置位置,使有源滤波器滤波和抑制共振的效果最优。